脫硫項(xiàng)目熟石灰制備及除塵治理技術(shù)分析
一 引言
目前（半）干法脫硫工藝在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛，其與濕法脫硫相比具有投資少、占地面積小、費(fèi)用運(yùn)行低、設(shè)備簡(jiǎn)單、維修方便、煙氣無須再熱等優(yōu)點(diǎn)！∮绊懨摿蚵实囊蛩睾芏，如吸收溫度，進(jìn)氣SO2濃度，吸收劑（脫硫劑）品質(zhì)、粒度和用量(鈣硫比)，漿液pH值，液氣比，粉塵濃度等。其中，吸收劑品質(zhì)控制可以通過原料及制備工藝共同達(dá)到控制品質(zhì)目的。
吸收劑Ca(OH)2（熟石灰）的獲得途徑主要是外購或是脫硫系統(tǒng)多級(jí)干粉消化器自制備。
二 脫硫項(xiàng)目中Ca(OH)2（熟石灰）的制備
自制備熟石灰的造價(jià)相對(duì)節(jié)省，由于CaO（生石灰）的堆積密度比消石灰高，可以降低吸收劑的運(yùn)輸費(fèi)用；同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)消石灰可避免外購消石灰因運(yùn)輸、儲(chǔ)存等原因造成吸收劑的活性下降，影響脫硫效果；脫硫項(xiàng)目中制備熟石灰保障了吸收劑的品質(zhì)和穩(wěn)定性。因此，購買CaO（生石灰）自行進(jìn)行消化的方式較經(jīng)濟(jì)，是大多數(shù)項(xiàng)目的首選方式。
為保證消化后的吸收劑品質(zhì)，一般要求保證外購CaO（生石灰）的品質(zhì)，顆粒度小于2mm,純度大于80%，活性T60≤4min。符合這一要求的CaO（生石灰）消化后，一般可獲得比表面積15m2/g以上的Ca(OH)2, 可滿足經(jīng)濟(jì)的Ca/s下的脫硫需求。
目前，脫硫島制備熟石灰多選用多級(jí)干粉消化器。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)此類產(chǎn)品的廠家有南京魯興科技有限公司，其生產(chǎn)的三級(jí)干粉消化器技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及原理有以下幾點(diǎn)：
1.能夠控制CaO在消化器內(nèi)的消化反應(yīng)時(shí)間，可以達(dá)到15～20分鐘的要求，使CaO充分消化。
2.消化器具有良好的保溫性能，獨(dú)特的設(shè)計(jì)使CaO反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量熱量在消化器內(nèi)部轉(zhuǎn)換利用，提升內(nèi)部溫度3-5分鐘達(dá)到60度左右，有利于CaO的充分消化。
3.入料過程控制：經(jīng)過螺旋推進(jìn)器，把所需物料送入一級(jí)消化倉內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：阻止CaO與水接觸瞬間產(chǎn)生的大量熱蒸汽和粉塵逆流入螺旋給料秤，影響傳感信號(hào)的精確度。
4.多級(jí)配水消化：通過分級(jí)式科學(xué)配水方式，使CaO充分預(yù)消化，經(jīng)過CaO與合理水的配比，在一級(jí)消化后，進(jìn)入二級(jí)消化反應(yīng)過程。此時(shí)，二級(jí)消化體內(nèi)的CaO釋放的熱量和消化的速度是最佳時(shí)機(jī)。在二級(jí)消化進(jìn)入三級(jí)消化時(shí)，消化后的CaO已經(jīng)進(jìn)入半干狀態(tài)。最終，經(jīng)過三級(jí)消化真正達(dá)到由CaO變成蓬松狀Ca(OH)2干粉，整個(gè)消化工藝流程大約在15～20分鐘，本設(shè)備可根據(jù)環(huán)保要求，配套除塵裝置，解決CaO（生石灰）消化過程中產(chǎn)生的熱蒸汽及粉塵污染問題。同時(shí)，可配套后續(xù)工藝設(shè)備，如白灰制漿機(jī)、漿渣脫離機(jī)及過濾器等，制備出滿足濃度需求的高純度消石灰乳液。
另外，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝狀況配套兩級(jí)干粉消化器，效果同上。效果參數(shù)如下：
消化率 99%
水分含量控制 <1%
熟石灰顆粒度 >325目
此外，該多級(jí)消化器還可應(yīng)用在化工行業(yè)的熟石灰干粉及熟石灰漿液的制備工藝中。產(chǎn)品圖片見圖一：
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圖一 三級(jí)干粉消化器
三 CaO（生石灰）消化器除塵技術(shù)分析
熟石灰的制備過程是CaO（生石灰）與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，化學(xué)反應(yīng)式如下：
CaO + H2O＝Ca(OH)2
此化學(xué)反應(yīng)過程為放熱反應(yīng)，在反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱蒸汽和粉塵。由于CaO（生石灰）屬堿性氧化物，有刺激和腐蝕作用。對(duì)人體呼吸道有強(qiáng)烈刺激性。污染周圍植被，并能對(duì)周邊設(shè)備造成腐蝕影響。此石灰粉塵介質(zhì)遇熱蒸汽，具有粘性，是除塵難題。普通的除塵方法都有弊端，布袋除塵不能適用的原因是：粉塵具有粘性，會(huì)堵布袋，除塵效果不理想。又由于粉塵是濕粉塵，靜電除塵器不能適用。一些其他方式的除塵方法，因?yàn)檎承允曳蹓m會(huì)因?yàn)闇夭畛霈F(xiàn)鈣化，粘結(jié)風(fēng)機(jī)和堵塞管道的現(xiàn)象，無法達(dá)到長(zhǎng)期的除塵效果。
南京魯興科技有限公司針對(duì)這一粉塵治理難題，精心研制了CaO（生石灰）消化器除塵裝置。這一除塵技術(shù)突破了國(guó)內(nèi)外CaO（生石灰）粉塵治理難題，取得國(guó)家發(fā)明專利（發(fā)明專利號(hào)ZL200710133877.8)。本除塵裝置機(jī)理及特點(diǎn)如下：
本裝置采用了粉塵迷宮運(yùn)行和流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)，使風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的有效風(fēng)力均衡地分配到各除塵管道內(nèi)部，使CaO（生石灰）在消化過程中所產(chǎn)生的熱蒸汽和粉塵均勻的全部經(jīng)過高壓水沫和水箱內(nèi)部水的處理和過濾，最終實(shí)現(xiàn)過濾后的粉塵和過濾水全部返流到CaO（生石灰）消化器消化艙內(nèi)，達(dá)到CaO（生石灰）的有效利用。解決了風(fēng)機(jī)粘料和管道堵塞的問題。除塵效果可達(dá)到99%以上，部分凈水蒸汽排到大氣中，滿足污染物排放要求。
本裝置可以解決CaO（生石灰）消化器內(nèi)CaO（生石灰）消化過程中產(chǎn)生的熱蒸汽和粉塵。達(dá)到很好的除塵效果，并實(shí)現(xiàn)物料的回收利用，無二次污染。
此設(shè)備還具有安裝位置可調(diào)整，設(shè)計(jì)尺寸非標(biāo)，使用壽命長(zhǎng)和維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。產(chǎn)品圖片如圖二：
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圖二 CaO（生石灰）消化器除塵裝置
四 三級(jí)干粉消化器和除塵設(shè)備應(yīng)用及推廣
脫硫項(xiàng)目三級(jí)干粉消化器已在多個(gè)項(xiàng)目中得到應(yīng)用，效果反應(yīng)良好。目前，南京魯興科技有限公司的三級(jí)干粉消化器應(yīng)用到甘肅金川集團(tuán)熱源項(xiàng)目燃煤鍋爐脫硫除塵項(xiàng)目消化系統(tǒng)中。消化能力為每小時(shí)4噸。
另外，還應(yīng)用到化工行業(yè)中。南京魯興科技有限公司三級(jí)干粉消化器在江蘇澄星磷化工股份有限公司為高露潔牙膏生產(chǎn)的磷酸鈣原料制備石灰消化系統(tǒng)中，其通過制備出的干粉熟石灰，在通過制漿機(jī)制成特定濃度的熟石灰漿液，來滿足工藝需求。本項(xiàng)目中三級(jí)干粉消化器配套使用了CaO（生石灰）消化器除塵裝置，現(xiàn)場(chǎng)無粉塵污染，除塵效果非常理想。
CaO（生石灰）消化器除塵裝置的應(yīng)用領(lǐng)域也很廣泛。除了脫硫項(xiàng)目中應(yīng)用到，鋼鐵冶金及化工行業(yè)也都能夠應(yīng)用到。南京魯興科技有限公司的此項(xiàng)發(fā)明專利產(chǎn)品也在多家廠家使用。
五 結(jié)論
由于脫硫工藝消化制備系統(tǒng)的造價(jià)低、吸收劑品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，多級(jí)干粉消化器越來越受到業(yè)主方的青睞。隨之，與消化器配套的CaO（生石灰）消化器除塵裝置因其良獨(dú)一無二的除塵效果和循環(huán)利用的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，也在電廠脫硫、鋼鐵冶金及化工行業(yè)得到越來廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求 工業(yè)粉塵濕式除塵裝置》【HJ】，中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[2] 黎在時(shí)，劉衛(wèi)平，德國(guó)WULFF公司的干法脫硫技術(shù)[J]. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2002（2）；74-76
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